基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计概述
基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计概述
基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计概述近年来，随着环保意识的提高和新能源技术的发展，无碳小车逐渐成为人们出行的新选择。
无碳小车的构造设计关键是轨迹设计，平面凸轮机构是实现复杂轨迹运动的重要手段之一。
本文基于平面凸轮机构设计了一款双“8”轨迹无碳小车，并介绍了其构造设计详细过程。
一、方案设计1.需求分析在设计无碳小车时，要考虑到环保和绿色出行的概念，以及小车的使用场景和性能。
本文双“8”轨迹无碳小车主要特点是无人驾驶、轨道运行，运行速度较快、稳定、行程远，轨迹运动轨迹复杂、美观、精度高，同时具有可扩展、可定制化的特点。
2.结构方案设计传统的无碳小车多采用电池作为能源，而本文设计的无碳小车采用轨道牵引方式，利用平面凸轮机构控制小车运动轨迹。
轨迹的形状是通过平面凸轮机构的几何形状和机械运动实现的。
在双“8”轨迹中，由于轨迹复杂，又要保证小车稳定运行，因此在设计过程中需要考虑摆线和曲线两种曲线的结合。
3.运动分析运动分析是设计前期的重要工作，能够为设计的合理性提供保障。
在设计双“8”轨迹时，需要对平面凸轮机构与小车的运动规律进行分析。
常用的运动分析方法有仿真和实验两种，本文采用了仿真方法。
在运动仿真的过程中，需要考虑平面凸轮运动的旋转角度、作用力和仿真时间等多个因素。
二、结构设计在运动分析的基础上，进行结构设计可以确定各个部件的形状和尺寸，以及轨迹的曲率半径和轨迹长度等参数。
在本文中，小车和轨道的材料选择了陶瓷材料，在结构设计的过程中采用了三维设计软件对各个部件进行建模。
三、制造实现1.加工工艺在制造实现的过程中，需要对零部件进行单独的加工。
加工工艺主要包括数控加工、激光切割和3D打印等。
在本文中，由于轨迹较为复杂，采用了激光切割结合数控加工的方式，加工出所需的各个部件。
2.装配测试在加工完成后，需要进行装配测试，以确保各个部件的正确度和流畅度。
在测试的过程中，需要注意各个部件的装配顺序和力的控制，以及轨迹的流畅性和精度等。
基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计概述
基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计概述一、引言随着全球环境问题的日益凸显，人们对于环保和可持续发展的追求也越来越强烈。
在交通运输领域，传统的燃油车辆已经成为大气污染和能源消耗的主要来源之一。
研究和设计无碳小车已经成为当前的热点之一。
本文将介绍一种基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计，旨在为环保和可持续出行做出贡献。
二、设计原则1. 环保无碳小车设计的首要目标就是环保。
在设计过程中，要尽量减少对环境的污染，并选择可持续发展的材料和能源。
2. 高效无碳小车的设计要保证高效的能量利用和传输，以确保车辆的性能和续航能力。
3. 安全在设计过程中，安全性是至关重要的一个方面。
车辆的结构要稳固可靠，同时要考虑行驶中的安全问题。
4. 实用设计的无碳小车要符合日常生活和工作的需求，具有实际的可操作性和适用性。
三、设计方案1. 车辆结构基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车结构采用轮轴驱动方式，由主要的车身框架、车轮、凸轮机构、电动机和电池组成。
车辆结构采用轻量化设计，采用高强度、耐磨损的材料，以保证车辆的轻便和耐用性。
2. 凸轮机构凸轮机构是车辆的动力传输部分，通过合理的设计可以实现轮轴的高效驱动和悬挂系统的优化。
采用双“8”轨迹设计，可以有效减少能源的浪费，提升车辆的动力性能和行驶稳定性。
3. 电动机电动机是车辆的主要动力源，通过电能转化为机械能驱动车轮。
选择高效、节能的电动机可以提升车辆的动力性能，减少能源消耗。
4. 电池电池是车辆的能量存储设备，选择轻量化、高能量密度的电池可以提高车辆的续航能力和整体性能。
采用可再生能源电池也是无碳小车设计的重要方面。
2. 环保无碳小车采用电能作为动力源，减少了燃油的使用，进而减少了对环境的污染。
采用可再生能源电池可以实现车辆的能源循环利用。
3. 轻量化车辆结构和材料的选择都考虑了轻量化设计，以确保车辆的轻便性和耐用性。
4. 安全无碳小车设计考虑了车辆的稳定性和安全性，确保车辆能够安全稳定地行驶。
“双8”字无碳小车的设计与分析
期引言“双8”字无碳小车作为第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛的项目之一，仅靠1kg碳钢锤的重力势能驱动小车避障行进，对于小车的创新设计提出了较高的要求。
1设计思路依照竞赛命题，小车设计成三轮结构，后轮驱动、前轮转向，转动凸轮连带前轮连杆实现周期转弯。
小车行走动力依靠重物牵引细线直接获得，采用多齿轮啮合实现后轮作为驱动轮。
牵引细线经过顶部变比定滑轮缠绕在增速轴上，细线的拉力转换成扭矩，通过一级增速驱动后轮轴转动,两后轮采用超越离合器实现差速，驱动小车前行；前轴依靠锥齿轮转动，实现转向与行走周期的无级传动；锥齿轮轴与前主轴垂直，外部安装有凸轮，通过推动前轮连杆，带动前轮做周期性转动，实现小车双8字曲线行走避开障碍物；通过调节连杆伸出的长度来改变前轮的摆动角度，进而调节前轮转向角度以适应距离的桩距；通过百分尺精确调节转向杆长度与前轮角度保证小车行走轨迹的对称中心线为障碍物连成的直线。
在保证结构刚性的前提下，尽可能减轻车重，减少运动部件摩擦，尽量采用简洁稳定的传动链确保小车的稳定性，提高小车的行走距离。
设计过程中尽可能采用标准件如滑轨滑块，轴承，高精度测量工具如百分尺、游标卡尺来提高小车运行可靠性及微调精密度。
2小车出发定位方案利用发车架作为小车每次绕桩发车的基准，从而确定出发位置：发车架上角尺部件用于前进方向直线定位，使其与障碍物所在直线平行；通过直尺测量发车架基准点到发车线以及与侧轮与障碍物所在直线的距离，确定位置后发车架固定不动；通过改变发车架上百分尺的刻度来确定不同桩距下小车的发车角度。
通过T形挡铁贴住转向导杆，确定整车传动机构的发车起始位置。
3数据计算3.1传动设计数据各级传动比：变比滑轮i1=1.5；大齿轮到小齿轮i2=3.75；砝码下降长度（mm）/小车行走长度（mm）：400/60000小车最大理论行走长度：S=(400×2)/（6×3.14）×i2×（160×3.14）=60000mm=60m小车距出发线最大理论距离：小车距出发线最大理论距离=S/1.57=34m3.2转矩设计数据各级转矩及摩擦力矩分析：设小车最终驱动力矩M，重锤质量m=1kg，G≈10N，取铝合金齿轮传动效率η=0.96，变比滑轮传动比i1=1.5，齿轮传动比i2=3.75；绕线轴驱动力矩：M1=G×Φ/2×i1=10×6/2/1000/1.5=0.02N·m.经一级齿轮传动后传动轴驱动力矩：M2=G×Φ/2/i2/i1×η1=10×6/2/1000/1.5/3.75×0.96=0.005N·m滚动摩擦系数为f=0.01后轮半径R=80mm重心距后轮x=70mm，轮距l=170mm，则：F=Gf(l-x)/l=15×0.01×(170-70)/170=0.088N.4结构设计创新每一个轴上都装有滚动轴承，可以减少摩擦，保证运动的流畅性和准确性。
基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计概述
基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计概述作者：王攀吴静来源：《科学与信息化》2019年第11期摘要根据第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛项目要求，依据机械原理与机械设计相关基础知识及已有的实践经验，设计制作基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车。
根据小车理论轨迹，计算传递机构和转向机构的各个参数，用 SolidWorks 进行运动仿真，优化参数。
本小车在第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛四川赛区中绕了12个双“8”，基本达到设计目标。
关键词无碳小车；平面凸轮；运动仿真；结构设计随着社会的发展，人们的节能环保意识逐步增强，“无碳”的设计理念也越来越受到重视，发展节能环保机械已经成为机械领域研究的热点，第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题为“以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”。
本文根据大赛规定，设计一种能够绕双“8”轨迹行走的无碳小车，包括了特定的微调装置，传动装置和变径定比滑轮。
1 结构设计1.1 设计要求根据以往传统项目的经验，无碳小车的结构主要是动力机构、驱动机构、转向机构、传动机构等。
1.2 动力机构为了充分利用砝码的重力势能，小车采用变径定比滑轮[1]，绕线轴通过细绳与大径轮相连，砝码通过细绳与小径轮相连，通过力矩计算和实践得出大小径之比R1∶R2=1.5∶1时得到理想效果。
1.3 传动机构无碳小车对于传动机构的要求为：效率高、传动稳定、结构简单，由于齿轮传动刚好具有上述特点，因此本小车选用齿轮传动。
此在设计小车时，将三级齿轮传动分为了两个部分，绕线轴向后将动力传递给主动轮时采用二级齿轮传动，传动比为i1∶i2∶i3=1∶2∶3.5；绕线轴向前传动时与凸轮齿轮采用一级齿轮传动，传动比为i4∶i5=2∶1，模数为0.6。
1.4 转向机构2 Solidworks仿真2.1 轨迹影响因素分析轨迹的形状和重合度与凸轮的轮廓、凸轮的位置、小车制造精度以及比赛场地有关。
仿真分析时凸轮轮廓需要在仿真中根据轨迹微调。
“双8”字轨迹无碳小车的结构设计与分析
2020年第4期网址： 电邮：*******************“双8”字轨迹无碳小车的结构设计与分析王三川（福州大学机械工程及自动化学院，福州350108）摘要：第七届福建省大学生工程训练综合能力竞赛中，“双8”字赛道要求设计制造一种以砝码重力势能为动力源的“双8”字形运动无碳小车。
该无碳小车利用重力势能转换为动能驱动行走和转向，并最终实现预定轨道的运动。
文中利用凸轮顶杆机构，提出了一种结构简单、易于生产制造的方案，希望为以后相关的比赛提供指导和参考意见。
关键词：无碳小车；“双8”字轨迹；凸轮设计；CATIA三维建模；AutoCAD绘图中图分类号:TP 391.7文献标志码:A 文章编号：1002-2333（2020）04-0068-03Structural Design and Analysis of Double 8-shape Carbon-free TrolleyWANG Sanchuan(School of Mechanical Engineering and Automation,Fuzhou University,Fuzhou 350108,China)Abstract:The double 8-shape track of the 7th Fujian University Engineering Training Comprehensive Ability Competition requires the design and manufacture of a double 8-shape carbon-free trolley with weight gravity potential energy as the power source.The carbon-free trolley converts the potential energy of gravity into kinetic energy to drive walking and steering,and finally realizes the movement of a predetermined track.This paper uses the cam ejector mechanism,and a simple structure and easy -to -manufacture scheme are proposed to provide guidance and reference for future relatedcompetitions.Keywords:carbon-free trolley;double 8-shape trajectory;cam design;CATIA 3D modeling;AutoCAD drawing0引言第七届福建省大学生工程训练综合能力竞赛规则简介：设计一种小车，使其只借助砝码的重力势能而能够前进并转向，最终实现沿“双8”字轨迹行驶。
“双8”字轨迹无碳小车结构创新设计
2019.08科学技术创新-159-“双8”字轨迹无碳小车结构创新设计彭思进谭振(黑龙江科技大学机械工程学院，黑龙江哈尔滨150000)摘要:针对第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛要求设计并制造一种以重力势能为动力源的“双8”字型无碳小车。
本文提出一种具有创新性、结构简单且稳定性好的设计方案。
该方案采用了外凸轮和导轨滑块实现小车转向，导向轮与主动轮在同一竖直线上。
由一对传动比5的齿轮，单轮驱动，悬挂重物和牵引绕线轴的滑轮直径比1:2组成小车的重要部分。
本文介绍了凸轮设计和滑块设计。
关键词：无碳小车;8字轨迹;创新设计;凸轮设计中图分类号:TH122文献标识码：A1设计要求根据赛事要求设计并制作一种具有方向控制功能的自行小车,要求其所有能量都来自重锤下落的重力势能转换而来。
要求小车具有可调节的转向控制机构，以适应放有不同间距障碍物的竞赛场地。
要求小车为三轮结构，其中一轮为导向轮，另外两轮为行进轮，允许两行进轮中的一个轮为从动轮。
图1所示为小车示意图。
“8”字型赛道避障行驶常规赛项参赛时，要求小车以“双8”字轨迹交替绕过中线上3个障碍桩，保证每个障碍桩在“8”字形的一个封闭圈内。
图2所走的“双8”字轨迹和小车结构。
如图3所示，圆弧与直线组成轨示“双8”字型赛道平面示意图。
迹且使轨迹到极限桩的距离为60mm,这样小车行走的距离尽可通过对竞赛命题要求分析得出方案。
该方案确定了小车行能地远，且能安全绕过极限桩。
导向轮与主动轮的(转下页)于一些高新技术企业的入驻，政府方面要给予更多的优惠政策，对于使用新能源燃料进行生产的企业，可以通过财政拨款的形式给予更多补贴，鼓励更多企业转变生产方式，积极采用环保、无害的新能源作为企业生产的主要动力源。
而对于传统的汽车行业来说，虽然现在很多品牌都有新能源汽车投放市场，但是人们对新能源汽车的认可度依然不是很高，一方面是由于新能源汽车相对于传统汽车来说,价格较高，虽然政府采取了一系列政策鼓励购买新能源汽车，但是大家在购买新能源汽车的时候,依然有顾虑。
基于“双8”字型的无碳小车创新设计
28研究与探索Research and Exploration ·智能制造与趋势中国设备工程 2020.02 (上)第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛是一项培养学生综合能力的竞赛，要求学生设计并制造以重力势能驱动且具有方向控制功能的无碳小车。
本次竞赛要求无碳小车能走出“双8”字轨迹，并且可以回避障碍。
竞赛设计要求：驱动小车的能量是由竞赛时统一使用的标准砝码（质量1kg ，规格Φ50×65mm，碳钢制作）来提供，砝码的可下降高度固定为400mm。
砝码需被小车承载并与小车一起运动，且在中途不许脱落。
小车在前行时可以自动回避障碍，小车的设计应该结构简单、传动件少、可以快速的拆装、质量轻、精度高且具有调节能力。
小车要求能完成指定的轨迹并且在不同距离的障碍物之间穿行。
1 无碳小车的轨迹设计根据大赛要求，竞赛场地布置在标准的乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上，3个障碍桩（直径20mm、长200mm）沿中线放置，两端的桩至中心桩的距离为350±50mm。
小车需绕障碍桩按“双8”字型轨迹循环运行。
2 无碳小车的原理理论分析2.1 无碳小车运动原理在小车的结构设计中，主动轴(凸轮轴)通过2级齿轮副与驱动轮连接，当砝码下落时，砝码通过鱼线带动双联轮转动；双联轮再通过鱼线带动主动轴转动；凸轮和齿轮通过主动轴固定，主动轴转动时带动凸轮和齿轮一起转动；齿轮副再带动驱动轮轴转动从而让驱动轮转动。
这就实现了砝码重力势能到小车动能的转换。
图1 无碳小车运动原理图基于“双8”字型的无碳小车创新设计邵凯，张震，乔英，魏来，侍中楼，徐伟（江汉大学工程训练中心，湖北 武汉 430000）摘要：根据第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛的要求，参赛学生需要按照比赛要求设计制造一种具有绿色环保特色的“无碳小车”。
这种小车完全依靠重物的重力势能为动力源，并具有在平面内周期性的自动避障功能。
文章结合UG 和MATLAB 等工具，多方面介绍了“双8”字型无碳小车的设计过程。
基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计概述
基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计概述双“8”轨迹无碳小车是一种基于平面凸轮机构设计的无碳车辆，其运行轨迹呈现出两个数字“8”的形状。
本文将详细介绍双“8”轨迹无碳小车的设计原理和实现方式。
首先，我们需要了解凸轮机构的基本原理。
凸轮机构是一种通过旋转凸轮来驱动连杆运动的机构。
在双“8”轨迹无碳小车中，我们通过设置两个相互平行旋转的凸轮，分别驱动左右两个车轮运动，实现车辆在双“8”轨迹上的行驶。
为了实现双“8”轨迹的运动，我们需要设计合适的连杆机构。
在本设计中，我们采用了一种称为四杆机构的连杆机构。
四杆机构由四个连杆组成，其中两个连杆远离凸轮旋转轴，被称为主动连杆，另外两个连杆靠近凸轮旋转轴，被称为从动连杆。
通过凸轮的旋转，主动连杆带动从动连杆运动，从而实现车轮的运动。
为了实现双“8”轨迹的形状，我们需要将旋转凸轮设计成特定的形状。
在本设计中，我们采用了以旋转为轴心的心形凸轮。
心形凸轮是一种能够产生心形轨迹的凸轮，其形状类似于一个心形图案。
通过旋转心形凸轮，主动连杆可以实现特定的运动轨迹，从而实现车轮在双“8”轨迹上的行驶。
在设计双“8”轨迹无碳小车时，我们还需要考虑一些其他因素。
首先，我们需要确定车轮的直径，以及车轮与地面的摩擦系数，以确保车辆的稳定行驶。
其次，我们还需要考虑到车辆的重心位置和整个结构的平衡性，以提高车辆的稳定性和操控性。
最后，我们需要选择合适的材料和驱动系统，以确保车辆的轻便性和高效性。
总结起来，双“8”轨迹无碳小车是一种基于平面凸轮机构设计的无碳车辆，通过旋转心形凸轮驱动四杆连杆机构，实现车辆在双“8”轨迹上的行驶。
该设计不仅能够实现有趣的轨迹运动，还能够为环保交通做出贡献。
在实际应用中，可以将双“8”轨迹无碳小车应用于一些特殊场景，如展览会场、商场、公园等，为人们带来乐趣和便利。
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基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计概述
平面凸轮机构是一种常用于机械传动和运动控制的机构，它可以将旋转运动转换为直线运动。
在机械制造中，平面凸轮机构又称为摆动滑块机构，应用广泛，设计灵活性高，操作方便，因此在无碳小车设计中被广泛采用。
本设计采用基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车设计，它可以运输物品，为现代生产线提供存储、分拣和运输的服务。
这种机器的设计中，通过改变轮子的位置，在空间中形成双“8”轨迹，实现物料在轨道上轮换移动，处理物料在生产线上运输的各种需求。
设计要求是：机器需要稳定、耐用和高效，运输物料的承载能力要优于人工运输。
同时，机器体积要足够小，以适应狭小的生产线空间环境，并具有良好的操控性、易于维护和升级等特点。
设计思路是：首先设计平面凸轮机构，根据机器的运输能力、速度和轮子的直径等参数确定机器的结构。
然后，在机器底部放置双“8”形轨道，至少需要两个轨道，运输平稳。
接下来设计控制电路、相关传感器和电机，以保证机器能够根据需要执行任务。
设计过程中，为提高机器的耐用性和减少运输成本，我们采用了高强度的无碳材料制造机身和轮子。
同时，我们还将机器设计成可升级性和可维护性高的结构，以满足不断变化的需求和规模。
设计成本方面，我们也考虑到了成本的限制。
通过采用优质材料、自动化加工设备和成熟的制造工艺，我们可以降低成本，提高机器的性价比。
综合以上设计要求和设计思路，我们最终设计出了一种基于平面凸轮机构的双“8”轨迹无碳小车，它具有耐用、高效、操控性好、易于维护和升级等特点。
它可以满足生产线处理物料的各种需求，提高生产效率，降低生产成本。